Dokument 1.pdf - RWTH Aachen University

3 Anwendungen
eine Strom-Spannungs-Kennlinie der Kontaktstelle der ersten Tunnelspitze aufgenommen.
Dann wird die Probe durch einen steuerbaren Unterbrecher von der Erde
getrennt. Die zweite Tunnelspitze fährt runter und stellt somit den zweiten Kontakt
mit dem Nanodraht her. Es wird eine Spannungsrampe an der zweiten Tunnelspitze
aufgefahren, wobei gleichzeitig auf der ersten Tunnelspitze die Spannung von
null Volt eingestellt bleibt. Es wird somit eine Strom-Spannungs-Kennlinie zwischen
den zwei Kontaktstellen aufgenommen, welche auf dem gleichen Nanodraht liegt.
Der Strom fließt in diesem Fall komplett über die Probe, weil die Probe potentialfrei
ist. Nun wird die Probe durch einen steuerbaren Unterbrecher mit der Erde
verbunden. Die erste Tunnelspitze fährt nunmehr hoch und bricht dabei den Kontakt
mit dem Nanodraht. Die Spannungsrampe wird an die zweite Tunnelspitze
gefahren; hier wird eine Strom-Spannungs-Kennlinie der Kontaktstelle der zweiten
Tunnelspitze aufgenommen. Dann fährt die zweite Tunnelspitze hoch. Auf beiden
Tunnelspitzen werden die ursprünglichen Tunnelspannungen eingestellt. Am Ende
der Spektroskopie werden die Höhenregelungen der RTM-Einheiten fortgesetzt. Die
Tunnelspitzen bleiben in einem Tunnelabstand von der Probe entfernt. Die gesamte
Dauer der Messungen beträgt ca. 2 Sekunden. Während der Aufnahme der Strom-
Spannung-Kennlinien werden die Tunnelspitzen um 20 Ångström zu der Probe hin
angenähert, so dass ein physikalischer Kontakt zwischen den Tunnelspitze und einer
Probeoberfläche hergestellt wird. Die z-Drift während der Aufnahme kann man
somit vernachlässigen, weil kein Tunnelkontakt mehr besteht. Die kleinen Fluktuationen
des gemessenen Stromes sind auf die unstabilen punktförmigen Kontakte der
Tunnelspitzen zurückzuführen.
Während dieser Arbeit wurden zuerst die Probenhaltern mit einem Leckwiderstand
gegen die Erde verwendet. Ein parasitärer Leckwiderstand von 37 MOhm,
verursacht einen Stromverlust von ca. 99% des injizierten Stroms. Ein parasitärer
Leckwiderstand von 300 MOhm verursacht einen Stromverlust von ca. 20% des injizierten
Stroms. Dieses Problem des Probenhalters wurde rechtzeitig erkannt und
durch einen neuen und sauberen Probenhalter beseitigt. Die hier dargestellten Ergebnisse
sind allesamt mit einem Probenhalter, der einen Widerstand der Isolation
höher als 500 GOhm aufweist, gemessen worden.
3.2.4 Ergebnisse und Diskussion der Zweispitzen-Messungen
In der Abbildung 3.22 kann man die aufgenommenen Ströme der Tunnelspitzen
sehen. Daraus lassen sich die Strom-Spannungs-Kennlinien ableiten, welche in der
104